在声发射检测技术研究过程中声发射信号源的获取至关重要,而目前常使用的断铅、落球等机械方式模拟声发射源很难保证声发射源信号的稳定一致,且需人工操作。因此为满足声发射检测技术及设备研究过程中对可重复性好,稳定性高、可程控的声发射信号波形发生源的需要,本文采用电信号激励换能器的方式开展模拟声发射信号源的研究,为开展直升机浆毂部件声发射检测技术研究提供试验条件。本文根据对声发射波形发生源的实际应用需要,提出了系统技术指标和功能需求,在此基础上提出了将ARM、FPGA以及直接数字频率合成技术有效结合的设计方案,完成了钛合金材料裂纹声发射信号模拟发生器系统的硬件电路设计、软件设计和测试。主要的工作内容和研究成果如下:1、硬件电路设计。将系统硬件划分为ARM微处理器主控制部分、FPGA+DAC波形发生源和信号驱动输出部分进行设计。采用STM32F407作为系统主控制器,通过控制各外设电路,完成人机交互、网络通信、数据存储、波形幅度等控制任务,通过FSMC与FPGA进行数据传输,实现对数字信号源的控制;采用FPGA芯片EP3C25E144C8与高速D/A转换器AD9764以及低通滤波器组成DDS波形发生源;设计了两路输出通道,一路采用AD8065构成运放电路作为标准信号源输出,另一路采用ADA4898与PA85构成高压功率驱动电路作为声发射激励源输出。2、FPGA逻辑设计。根据FSMC的工作时序,结合通信数据的分析,完成FSMC接口通信模块设计;分析所需合成波形的特点以及结合DDS设计了波形发生方案,实现正弦波、升余弦波、高斯包络正弦波、矩形脉冲波、AE双指数包络波、AE三角包络波和自定义波形的发生;设计了DAC接口与控制模块为AD9764提供时钟信号和数字波形数据。3、系统软件设计。设计了微处理控制程序包括触摸屏通信、以太网通信和各命令处理;设计了触摸屏人机交互程序,通过触控界面可选择输出波形种类,设置频率、幅度、重复率、脉宽等波形参数,以及选择各系统功能;设计了PC端远程控制软件,使系统具备自定义波的发生和远程操纵的功能。经过试验测试,声发射信号模拟发生器的信号源端可输出频率10k Hz～1MHz,幅度最大5V的标准信号,激励源端可输出频率10k Hz～300k Hz,幅度最大180V的激励信号,系统的各项指标和功能符合预期目标。最后,通过在平板进行模拟裂纹声发射信号试验,验证了通过电信号激励方式模拟产生声发射信号的可行性。